好氧反硝化菌脱氮特性研究进展

好氧反硝化菌的发现,是对传统反硝化理论的丰富与突破. 由于其在脱氮方面的独特优势,已成为目前废水生物脱氮领域研究的热点. 好氧反硝化菌能够在有氧条件下,利用有机碳源生长的同时将含氮化合物反硝化生成N2等气态氮化物,多数还能同时进行异养硝化作用,将铵态氮直接转化为含氮气体. 本文从电子理论、反硝化酶系等方面对目前已分离出的一些好氧反硝化菌的脱氮特性及其脱氮机理进行探讨,分析了溶解氧、碳源类型及C/N等环境条件对其脱氮作用的影响,介绍了好氧反硝化菌的筛选方法及应用现状,对其应用前景和发展方向进行了展望.     

生物强化技术在废水脱氮中的应用

废水脱氮,主要是将污水中过量的营养物质转化为N2和N2O等排放到大气中。从市政和工业污水中脱氮最普遍,有效的方法是生物法,包括传统自养硝化-缺氧反硝化,异养硝化-好氧反硝化,短程硝化和厌氧氨氧化相结合等。目前,氮污染是个很严重的问题。从脱氮方式来说,有传统自养硝化-缺氧反硝化脱氮,异养硝化-好氧反硝化脱氮、厌氧氨氧化脱氮等。本文综述了这几种脱氮方式的生物强化技术的研究进展与实际应用,并对其发展方向进行了展望。     

好氧反硝化细菌碳氮代谢特点及途径的研究进展

好氧反硝化作用的发现打破了反硝化只能在严格厌氧条件下进行的传统认知,为生物脱氮提供了一条新的途径,已成为近些年的研究热点。碳源可为好氧反硝化过程提供能量和电子供体,其代谢难易程度直接影响着好氧反硝化细菌的脱氮效率,因此有必要明确碳源在好氧反硝化脱氮过程中的代谢机理。基于此,本文阐述了好氧反硝化细菌的种类及其对硝态氮与亚硝态氮的代谢途径;系统分析了不同好氧反硝化细菌对碳氮源代谢的差异与代谢机理;综合分析了碳代谢差异对好氧反硝化脱氮过程的影响,并对未来的研究方向进行了展望,旨在深入理解好氧反硝化细菌同时去除碳氮的机理,为提高废水生物脱氮除碳效率提供理论依据。     

生物脱氮中工程纳米颗粒的毒害作用及减毒措施的研究进展

氮化合物在生命代谢过程中扮演着重要的角色,但过多的无机氮会导致水体恶化进而影响人类健康,生物脱氮技术可高效去除环境中的无机氮且不引起二次污染。随着工程纳米颗粒在生活中的广泛应用,导致其大量释放到土壤及水体中,极大地阻碍了废水处理中的生物脱氮过程,因此,微生物脱氮过程中工程纳米颗粒的毒害作用及减毒措施成了近年来的研究热点。阐述了工程纳米颗粒进入水环境的方式,系统分析了工程纳米颗粒对废水处理系统和生物脱氮过程的影响,详细说明了工程纳米颗粒对脱氮微生物的毒害作用、脱氮微生物的抵御机制及减毒措施,并对未来的研究趋势进行了展望。旨为提高工程纳米颗粒存在条件下的脱氮效率具有重要的理论指导意义,同时,可促进工程纳米颗粒对耐冷异养硝化和好氧反硝化菌的毒害及应激机制研究。     

一株脱氮细菌鉴定及其效果研究

针对传统人工湿地治理污染河湖水工艺中存在的脱氮效率低、环境安全性差等问题，从污水处理厂生化池污泥中分离纯化获得菌株TY（CGMCC1.18865，该菌种已于2020年在中国普通微生物菌种保藏中心入库），通过配水试验，验证菌株脱氮特性，并进一步以火山岩为填料，采用湿地模拟系统装置对比附配TY菌的湿地系统与传统湿地系统对污染水体的脱氮效果的差异；通过16S rRNA基因序列分析，鉴定获得的菌株TY，同时对其表现出的反硝化作用进行分析研究。结果表明：分离获得的TY菌株为假单胞菌属（Pseudomonas sp.），配水试验中对氨氮和总氮的去除率分别为84.2%和93.6%。通过对模拟湿地系统出水氨氮、总氮和化学需氧量（COD）监测，发现30 d平均去除率分别可提升至94.3%、88.0%和82.3%，较传统湿地分别提高27.9%、28.8%和7.3%。研究表明，TY菌脱氮过程中有少量的硝态氮和亚硝态氮的积累，可降低对环境的不利影响、有利于脱氮反应连续进行，从而提高人工湿地脱氮效率，具有进一步探究的前景。     

城市污水处理系统的菌群分析和除氮基因工程出发菌的选择

目的:对脱氮污水处理工艺的活性污泥的菌群组成进行分析,以期获得适合于脱氮基因工程改良的出发菌.方法:首先采用平板稀释法对活性污泥进行菌落计数,并对分离到的菌落进行详细的生化鉴定,对其中的优势菌-假单胞菌进行脱氮能力测定,并分析其对常作为筛选标志的抗生素的药物敏感性.结果:发现在采用该工艺的活性污泥中,优势菌为假单胞菌、肠杆菌、莫拉菌和不动杆菌,分别占总菌数的23%、16%、16%和12%.根据菌群分析的结果,从中选择了两株耐药性弱、脱氮能力强的菌作为基因改良的出发菌.结论:本研究阐明了活性污泥的菌群构成,获得了两株适合基因工程改良的菌株,为日后脱氮基因工程菌的构建奠定基础.     

一株耐盐的卓贝儿氏菌(Zobellella sp.)的分离鉴定及其硝酸盐还原能力

【背景】好氧反硝化是指在有氧条件下进行反硝化作用,使得硝化和反硝化过程能够在同一反应器中同时发生,是废水脱氮最具竞争力的技术。红树林湿地中蕴藏着丰富的微生物资源,分布着大量好氧反硝化微生物。【目的】了解耐盐微生物的脱氮机制,为含盐废水生物脱氮的工程实践提供理论依据,对一株分离于红树林湿地中的耐盐好氧细菌A63的硝酸盐异化还原能力进行分析。【方法】利用形态学特征及16S rRNA基因序列测定分析,对其种属进行了鉴定,采用单因子实验测定该菌在不同环境因子下的硝酸盐还原能力,并对其反硝化脱氮条件进行了优化。【结果】初步判定该菌株为卓贝儿氏菌(Zobellellasp.),其能在盐度0%-10%、pH5.0-10.0、温度20-40°C范围内进行反硝化脱氮和硝酸盐异化还原为氨(dissimilatorynitratereductiontoammonium,DNRA)作用。菌株A63最适生长碳源为柠檬酸钠(1.2 g/L),适宜脱氮盐度为3%、pH 7.0-7.5、温度30-35°C,且C/N为10。在最适脱氮条件下,该菌株12h内能将培养基中208.8mg/L硝态氮降至0,且仅有少量铵态氮生成,无亚硝态氮积累,脱氮率高达99%。此外,该菌株在高盐度、低C/N比、弱酸性和低温等不利生境中DNRA作用显著。【结论】细菌A63生长范围宽,脱氮效率显著,适用于海水养殖废水处理。研究为今后开发高效含盐废水生物脱氮工艺奠定了基础,对于加深氮素转化规律的认识、丰富生物脱氮理论有着重要意义。     

废水自养生物脱氮技术研究进展

基于短程硝化和厌氧氨氧化的自养脱氮工艺是生物脱氮领域研究的热点,它的发现为低碳氮比废水的处理提供了新的思路。近些年来,人们陆续开发了SHARON、ANAMMOX、CANON、OLAND等自养生物脱氮工艺,进一步推动了高效、低耗脱氮技术的开发和研究。本文从工艺原理、特点等方面,对自养生物脱氮工艺的国内外研究状况进行了总结和对比,并提出了存在的问题及发展方向。     

一株异养脱硫反硝化菌株的筛选及其生物脱硫脱氮特性研究

【目的】从生物脱硫脱氮EGSB-DSR反应器的污泥中分离筛选出具有生物脱硫脱氮特性的细菌,并对其生物脱硫脱氮的性能进行研究。【方法】采用Hungate厌氧滚管技术筛选功能微生物,从稳定运行的生物脱硫脱氮EGSB-DSR反应器的污泥中分离筛选出一株高效的生物脱硫脱氮细菌A2。【结果】经过16S rRNA基因序列鉴定,菌株A2为固氮弧菌属(Azoarcus sp.)。其典型特征为能够以有机碳作为电子供体,将亚硝酸盐或者硝酸盐转化为氮气的同时还能将硫化物氧化为硫单质。因此具备了高效同步代谢有机碳、NO3–和S2–的特征。这是首次关于固氮弧菌属能够进行反硝化脱硫的相关报道。对菌株A2的生物脱硫脱氮能力的分析表明,在硫化物S2–浓度200 mg/L,NO3?浓度87.5 mg/L,乙酸根离子浓度200 mg/L的条件下,菌株A2在20 h内完成对碳、氮、硫的脱除。菌株对于碳、氮去除率均达到99%,对于硫的去除率达到95%。【结论】结果表明固氮弧菌属A2具有高效的生物脱硫脱氮功能,将有望成为强化生物脱硫脱氮工艺的潜在微生物资源。     

生物膜型污水脱氮系统中膜结构及微生物生态研究进展

生物膜法污水脱氮系统主要利用生物膜中脱氮功能微生物的代谢活动去除氮素,从而达到净化水质的目的,研究脱氮生物膜的微观结构和微生物生态是揭示生物膜脱氮机理从而提高脱氮效率的重要途径.本文综述了生物膜型污水脱氮系统类型、生物膜微观结构特征及其影响因素、生物膜型污水脱氮系统内氮素传质过程、脱氮机理和生物膜数学模型等方面的研究进展.另外,本文介绍了生物膜型污水脱氮系统内生物膜脱氮功能微生物分布特征,不同生物膜脱氮系统、底物、运行条件和时间对功能微生物群落影响,及新型脱氮功能微生物等方面的研究进展,为生物膜脱氮技术的深入研究提供参考.